《幽默RTU原理》教學(xué)課件

1、iES-M80變電站自動(dòng)化系統(tǒng)第1頁(yè)，共44頁(yè)。 系統(tǒng)概述 系統(tǒng)特點(diǎn) 功能部署 安全性iESLab第2頁(yè)，共44頁(yè)。系統(tǒng)概述iES-M80變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是根據(jù)變電站自動(dòng)化的最新發(fā)展趨勢(shì)，跟蹤國(guó)際先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和控制技術(shù)而研制開(kāi)發(fā)的新一代變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。系統(tǒng)采用以太網(wǎng)為核心組建系統(tǒng)通訊平臺(tái)，以分層方式部署系統(tǒng)功能，根據(jù)不同的變電站運(yùn)行環(huán)境和要求，可以以不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞绞胶途W(wǎng)絡(luò)通訊介質(zhì)互聯(lián)，根據(jù)用戶的需求進(jìn)行系統(tǒng)定制。iESLab第3頁(yè)，共44頁(yè)。系統(tǒng)按變電站層和間隔層兩個(gè)基本層次構(gòu)架，支持變電站按保護(hù)小室的方式部署系統(tǒng)。變電站層由操作員工作站、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、保護(hù)工程師工作站、

2、五防工作站以及其它專用工作站組成；按照面向間隔對(duì)象的原則部署間隔單元構(gòu)成間隔層，通訊接口裝置作為間隔裝置的映射可以看作間隔層的一部分。遠(yuǎn)動(dòng)通訊工作站作為網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與各級(jí)調(diào)度的通訊。系統(tǒng)概述iESLab第4頁(yè)，共44頁(yè)。iESLab第5頁(yè)，共44頁(yè)。變電站層與間隔控制層之間采用雙工業(yè)交換以太網(wǎng)絡(luò)通訊。工業(yè)級(jí)交換機(jī)直流供電光纖以太網(wǎng)系統(tǒng)概述iESLab第6頁(yè)，共44頁(yè)。iESLab第7頁(yè)，共44頁(yè)。系統(tǒng)特點(diǎn)第8頁(yè)，共44頁(yè)。系統(tǒng)特點(diǎn)按變電站層、間隔層分層分布方式部署整個(gè)系統(tǒng)。采用嵌入式工業(yè)以太網(wǎng)通訊技術(shù)為核心構(gòu)造間隔測(cè)控通訊網(wǎng)絡(luò)，組建無(wú)瓶頸的快速響應(yīng)系統(tǒng)。系統(tǒng)構(gòu)建方式靈活，支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，配置簡(jiǎn)單

3、方便，可以根據(jù)不同的要求組建多種構(gòu)架方案。 iESLab第9頁(yè)，共44頁(yè)。系統(tǒng)在工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用方面有精心設(shè)計(jì)，重點(diǎn)關(guān)注通訊實(shí)時(shí)性、設(shè)備互操作性、網(wǎng)絡(luò)可靠性和網(wǎng)絡(luò)安全性等幾方面的應(yīng)用性能。 每個(gè)屏單獨(dú)配置工業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)來(lái)構(gòu)建局域網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)安全性、可靠性、系統(tǒng)效率、施工維護(hù)及系統(tǒng)擴(kuò)展方面有了質(zhì)的突破，可以按照“屏內(nèi)電纜，屏間光纖”的原則構(gòu)建雙光纖交換局域網(wǎng)。 間隔裝置采用平衡式（主動(dòng)上送、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）網(wǎng)絡(luò)通訊方式，提高了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)響應(yīng)性能。系統(tǒng)采用雙網(wǎng)熱備用方式通訊。間隔層雙網(wǎng)通訊采用負(fù)載平衡方式，有效利用雙網(wǎng)通訊資源。 基于標(biāo)準(zhǔn)TCP(UDP)/IP協(xié)議基礎(chǔ)上制定應(yīng)用通訊規(guī)范，容易實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)。

4、在遠(yuǎn)動(dòng)通訊工作站上采用網(wǎng)關(guān)方式對(duì)變電站局域內(nèi)網(wǎng)和與調(diào)度通訊的外網(wǎng)實(shí)行物理隔離，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。系統(tǒng)特點(diǎn)iESLab第10頁(yè)，共44頁(yè)。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)主動(dòng)上送下級(jí)作為服務(wù)端，被動(dòng)負(fù)載平衡UDP廣播校時(shí)多主主輔機(jī)/多主站iESLab第11頁(yè)，共44頁(yè)。系統(tǒng)特點(diǎn)硬件平臺(tái)采用先進(jìn)可靠的符合工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的部件，適應(yīng)變電站運(yùn)行環(huán)境和無(wú)人值班的要求。采用工業(yè)級(jí)交換機(jī)為網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，支持全直流供電方式，較一般商用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有更高的電磁兼容性和可靠性。遠(yuǎn)動(dòng)通訊工作站選用以低功耗免風(fēng)扇嵌入式CPU和超大容量電子盤為核心器件的一體化工作站。間隔測(cè)控裝置硬件采用高性能嵌入式CPU，高可靠的工業(yè)級(jí)嵌入式以太網(wǎng)芯片，自主版權(quán)的大規(guī)模

5、專用集成電路（ASIC）。系統(tǒng)各級(jí)電源模塊專為變電站運(yùn)行環(huán)境設(shè)計(jì)，支持交直流寬范圍輸入，電磁兼容性能達(dá)到IV級(jí)。iESLab第12頁(yè)，共44頁(yè)。系統(tǒng)特點(diǎn)間隔層和通訊層采用先進(jìn)的、性能穩(wěn)定的嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)作為軟件平臺(tái)。站控層工作站采用當(dāng)前主流的Win2000/xp操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)支持軟件采用Oracle或MS SQL，報(bào)表支持軟件采用office xp。 應(yīng)用軟件基于先進(jìn)的軟總線（SOFTBUS）分布式計(jì)算技術(shù)，按client/server方式構(gòu)建系統(tǒng)。針對(duì)變電站應(yīng)用設(shè)計(jì)，交互簡(jiǎn)單方便。配置方式靈活，可以根據(jù)需要即插即用不同層次的功能模塊。系統(tǒng)功能完備，包含從基本SCADA軟件模塊到高

6、層應(yīng)用、管理等多層次應(yīng)用軟件。 iESLab第13頁(yè)，共44頁(yè)。系統(tǒng)特點(diǎn)通訊接口能力強(qiáng)通訊接口設(shè)備/遠(yuǎn)動(dòng)工作站可配置多個(gè)以太網(wǎng)卡，支持32個(gè)以太網(wǎng)連接；通訊接口設(shè)備/遠(yuǎn)動(dòng)工作站可配置到24路串口，支持RS232/422/485通訊方式。內(nèi)置眾多已經(jīng)聯(lián)調(diào)通過(guò)的通訊規(guī)約。具備和多家主站系統(tǒng)聯(lián)調(diào)經(jīng)驗(yàn)，如：DL451-91、擴(kuò)展DL451-91、IEC870-5-101、擴(kuò)展IEC870 -5-101、 IEC870-5-104、擴(kuò)展IEC870-5-104 等規(guī)約。iESLab第14頁(yè)，共44頁(yè)。系統(tǒng)特點(diǎn)充分考慮無(wú)人值班和變電站工作環(huán)境要求，系統(tǒng)具有高可靠性保證。 變電站層各工作站、服務(wù)器采用高標(biāo)準(zhǔn)

7、的品牌機(jī)器，保證系統(tǒng)運(yùn)行可靠。雙機(jī)冗余熱備用方式，自動(dòng)切換，保證系統(tǒng)功能不間斷運(yùn)行。配備大功率直流逆變電源，支持系統(tǒng)異常掉電情況下保持運(yùn)行。所有軟件模塊都有監(jiān)視和自恢復(fù)功能。通訊網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)采用雙網(wǎng)冗余設(shè)計(jì)，干擾大的環(huán)境中可以采用光纖通訊。間隔裝置所有輸入輸出回路均采用不同方式的隔離、濾波、過(guò)電壓浪涌抑制等措施。裝置采用背插總線式結(jié)構(gòu)，強(qiáng)電信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離在物理空間上與弱電信號(hào)完全隔離，大大減小外部電磁干擾在弱電側(cè)的耦合。電磁兼容測(cè)試通過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4中規(guī)定的最嚴(yán)酷等級(jí)（IV級(jí)）的要求。iESLab第15頁(yè)，共44頁(yè)。系統(tǒng)特點(diǎn)間隔裝置功能完備裝置采用面向電氣間隔單元對(duì)象設(shè)計(jì)，針對(duì)不同的對(duì)

8、象（線路、母聯(lián)、分段、電容器、電抗器、變壓器、斷路器等）分別有對(duì)應(yīng)的測(cè)控裝置完成其所需的測(cè)控要求，可以根據(jù)電壓等級(jí)、測(cè)控功能配置不同的監(jiān)控裝置 iESLab第16頁(yè)，共44頁(yè)。功能部署第17頁(yè)，共44頁(yè)。系統(tǒng)介紹：功能部署通訊接口功能GPS校時(shí)變電站層功能間隔層功能iESLab第18頁(yè)，共44頁(yè)。通訊接口功能智能裝置接入串口（RS232/422/485）系統(tǒng)內(nèi)置大量的通訊規(guī)約，如：保護(hù)系統(tǒng)、直流系統(tǒng)，消弧裝置、五防系統(tǒng)、智能電表系統(tǒng)等雙機(jī)切換裝置完成串口的發(fā)送方向的二選一和接收方向的一分二。該功能一般部署在通訊接口裝置上?？梢栽诰€開(kāi)發(fā)和更改規(guī)約，可以非常方便地完成通訊接口功能；以太網(wǎng)接入系統(tǒng)系

9、統(tǒng)內(nèi)置許多的通訊規(guī)約，如：保護(hù)系統(tǒng)、五防系統(tǒng)等可以在線開(kāi)發(fā)和更改規(guī)約，可以非常方便地完成通訊接口功能；iESLab第19頁(yè)，共44頁(yè)。通訊接口功能對(duì)遠(yuǎn)方調(diào)度主站的通訊接口，可靈活多樣，支持傳統(tǒng)的載波、微波方式，支持網(wǎng)絡(luò)方式，基于TCP/IP通訊。內(nèi)置眾多已經(jīng)聯(lián)調(diào)通過(guò)的通訊規(guī)約，如：DL451-91、擴(kuò)展DL451-91、IEC870-5-101、擴(kuò)展IEC870 -5-101、 IEC870-5-104、擴(kuò)展IEC870-5-104 等規(guī)約?？梢詫?shí)現(xiàn)傳統(tǒng)四遙通訊和遠(yuǎn)方保護(hù)管理功能，如：微機(jī)保護(hù)事項(xiàng)、測(cè)值召喚、定值整定等功能。iESLab第20頁(yè)，共44頁(yè)。通訊接口功能遠(yuǎn)動(dòng)工作站雙機(jī)切換實(shí)現(xiàn)功能

10、如下：如果沒(méi)有多串口卡，使用SoftBus管理主輔機(jī)和主輔模塊。SoftBus可以實(shí)現(xiàn)模塊的自動(dòng)切換和手工命令切換。如果使用多串口卡，則使用雙機(jī)切換裝置實(shí)現(xiàn)主輔機(jī)切換。每個(gè)雙機(jī)切換裝置負(fù)責(zé)8路串口的切換。雙機(jī)切換裝置實(shí)現(xiàn)串口接收信號(hào)的一路輸入雙機(jī)接收（物理信號(hào)一分二），發(fā)送信號(hào)在主輔機(jī)之間的物理切換（使用二選一開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)）。iESLab第21頁(yè)，共44頁(yè)。通訊接口功能雙機(jī)切換裝置可以實(shí)現(xiàn)以下邏輯：a) 雙機(jī)切換裝置可以運(yùn)行于手工或自動(dòng)切換。b)如果只有一臺(tái)機(jī)器的通訊模塊運(yùn)行，則這臺(tái)機(jī)器肯定是主機(jī)，手動(dòng)切換無(wú)效。c)如果有一臺(tái)機(jī)器的通訊模塊沒(méi)有運(yùn)行，則接收信號(hào)的不輸入該機(jī)器。以防干擾另臺(tái)機(jī)器的運(yùn)行

11、。主輔狀態(tài)的維護(hù)使用看門狗的原理實(shí)現(xiàn)，主機(jī)如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)（30s）沒(méi)有發(fā)送復(fù)位看門狗的信號(hào)，則切換到輔機(jī)（硬件實(shí)現(xiàn)）。 iESLab第22頁(yè)，共44頁(yè)。GPS校時(shí)是系統(tǒng)中比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，iES-70P系統(tǒng)提供GPS秒脈沖校時(shí)和規(guī)約校時(shí)兩種方式。 間隔測(cè)控裝置使用秒脈沖校時(shí)可以精確到1ms， 遠(yuǎn)動(dòng)通訊工作站實(shí)現(xiàn)規(guī)約校時(shí)，同時(shí)對(duì)所有變電層工作站進(jìn)行系統(tǒng)校時(shí)。 GPS校時(shí)功能iESLab第23頁(yè)，共44頁(yè)。變電層功能部署變電層軟件基本層次操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序、軟總線通訊服務(wù)系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)高層應(yīng)用、專家系統(tǒng)、管理系統(tǒng)iESLab第24頁(yè)，共44頁(yè)。SCADA功能軟件模塊 通訊服務(wù)模塊 數(shù)據(jù)庫(kù)

12、服務(wù)模塊 人機(jī)界面功能模塊 保護(hù)管理模塊 系統(tǒng)維護(hù)模塊 變電層功能部署iESLab第25頁(yè)，共44頁(yè)。變電層功能部署變電站高層應(yīng)用模塊電壓無(wú)功控制專家系統(tǒng) 操作票專家系統(tǒng) 微機(jī)五防專家系統(tǒng) 故障錄波數(shù)據(jù)分析模塊 iESLab第26頁(yè)，共44頁(yè)。變電層功能部署變電站管理模塊 運(yùn)行管理 一次設(shè)備管理 二次設(shè)備管理 缺陷管理 檢修管理 兩票管理 文件管理 生產(chǎn)管理 人員及培訓(xùn)管理 班組建設(shè)管理 iESLab第27頁(yè)，共44頁(yè)。間隔層功能CAM216系列高壓綜合監(jiān)控裝置CAM217主變本體監(jiān)控裝置CAM218所用變監(jiān)控裝置CAM215線路監(jiān)控裝置iESLab第28頁(yè)，共44頁(yè)。間隔層功能CAM216系

13、列高壓綜合監(jiān)控裝置采集11路交流模擬量 采集48路開(kāi)關(guān)量輸入 完成12路（24路DO）遙控操作 采集4路脈沖電度輸入 具有線路的同期檢測(cè)及手動(dòng)同期控制操作功能 具有一個(gè)半接線方式下的斷路器同期檢測(cè)功能 具有雙以太網(wǎng)或RS232/485串口通信能力 具有GPS秒脈沖同步時(shí)鐘輸入 iESLab第29頁(yè)，共44頁(yè)。間隔層功能CAM217主變本體監(jiān)控裝置采集2路直流溫度量，無(wú)需另配變送器 采集8路直流模擬量 采集48路開(kāi)關(guān)量輸入 完成12路（24路DO）遙控操作 具有雙以太網(wǎng)或RS232/485串口通信能力 具有GPS秒脈沖同步時(shí)鐘輸入iESLab第30頁(yè)，共44頁(yè)。間隔層功能CAM218所用變監(jiān)控裝

14、置采集7路交流模擬量，完成所用變電壓、電流、有功、無(wú)功功率的測(cè)量 采集2路直流電壓，用于采集直流控制母線、合閘母線電壓，無(wú)需另配變送器采集。48路開(kāi)關(guān)量輸入 完成12路（24路DO）遙控操作 具有雙以太網(wǎng)或RS232/485串口通信能力 具有GPS秒脈沖同步時(shí)鐘輸入 iESLab第31頁(yè)，共44頁(yè)。間隔層功能CAM215線路監(jiān)控裝置 采用交流采樣方式對(duì)三相三線制或三相四線制線路所有電量進(jìn)行 精確采集 采集24路開(kāi)關(guān)量輸入 完成4路（8路DO）遙控操作 具有雙以太網(wǎng)或RS232/485串口通信能力 具有GPS秒脈沖同步時(shí)鐘輸入iESLab第32頁(yè)，共44頁(yè)。間隔層功能1.線路間隔測(cè)控裝置 采用交

15、流采樣方式對(duì)三相三線制或三相四線制線路的所有電量進(jìn)行精確采集，具有線路的同期檢測(cè)和控制功能以及手動(dòng)同期操作功能，具有隔離開(kāi)關(guān)、接地刀閘的防誤閉鎖功能 。35kv/10kvCAM215110kv/220kvCAM216iESLab第33頁(yè)，共44頁(yè)。2.變壓器間隔測(cè)控裝置 完成變壓器三側(cè)全電量以及溫度量的采集，采集分接頭位置信號(hào)，控制有載調(diào)壓分接頭升降，具有斷路器的同期檢測(cè)及控制功能，具有隔離開(kāi)關(guān)、接地刀閘的防誤閉鎖功能 。主變?nèi)齻?cè)CAM216x3本體信號(hào)CAM217間隔層功能iESLab第34頁(yè)，共44頁(yè)。間隔層功能3.母線及母聯(lián)間隔測(cè)控裝置 主要完成母線相電壓、零序電壓以及母聯(lián)三相電流的采集

16、，控制母聯(lián)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)分合閘操作。CAM216iESLab第35頁(yè)，共44頁(yè)。間隔層功能4.一個(gè)半接線方式下間隔測(cè)控裝置 對(duì)于斷路器間隔主要完成同期檢測(cè)功能，具有近區(qū)優(yōu)先原則選擇同期電壓功能，對(duì)于線路間隔主要完成線路全電量的采集及線路同期檢測(cè)功能。每個(gè)斷路器配置一個(gè)CAM216iESLab第36頁(yè)，共44頁(yè)。間隔層功能5.電容器間隔測(cè)控裝置 主要完成電容器三相電流及無(wú)功電能測(cè)量，采集斷路器、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)等位置信號(hào)。CAM215或CAM216iESLab第37頁(yè)，共44頁(yè)。間隔層功能6.所用變間隔測(cè)控裝置 主要完成所用變壓器低壓側(cè)三相電壓、三相電流、有功、無(wú)功以及直流系統(tǒng)直流控制母線、直流合

17、閘母線電壓的采集。CAM218iESLab第38頁(yè)，共44頁(yè)。間隔層功能組屏4/6裝置交換機(jī)分布安裝iESLab第39頁(yè)，共44頁(yè)。安全性第40頁(yè)，共44頁(yè)。實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)：運(yùn)行的安全性變電層軟件系統(tǒng)的安全性考慮 運(yùn)行于各個(gè)工作站、服務(wù)器的軟件系統(tǒng)，底層操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)滿足C2級(jí)安全性，并配合系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不同操作等級(jí)，設(shè)置多重權(quán)限管理和時(shí)限設(shè)置，滿足嚴(yán)格的安全要求，重要操作支持監(jiān)護(hù)口令和操作口令。 iESLab第41頁(yè)，共44頁(yè)。實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)：運(yùn)行的安全性通訊網(wǎng)絡(luò)的安全性考慮 內(nèi)部通訊網(wǎng)絡(luò)按分層分段設(shè)計(jì)。不同層之間的通訊通過(guò)專用服務(wù)，而專用軟件的訪問(wèn)和操作具有權(quán)限管理，保證安全性。和外部網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)通訊工作站作為外部部網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)物理隔離。而且遠(yuǎn)動(dòng)通訊工作站以專用通訊規(guī)約進(jìn)行信息轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)較高級(jí)別的安全性性防護(hù)。可以使用路由器實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)方網(wǎng)絡(luò)的隔離可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)防火墻與外部網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，提高外部系統(tǒng)訪問(wèn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全性；iESLab第42頁(yè)，共44頁(yè)。實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)：運(yùn)行的安全性間隔層軟件和硬件的安全性考慮 所有